Gregor Goetzl, 22 juillet 2020
Le terme énergie géothermique couvre un large champ d’applications à différents niveaux de profondeur et de température ou basé sur différentes technologies pour extraire la chaleur géothermique. Bien que toutes sortes d’énergie géothermique proviennent de l’intérieur de la Terre, les technologies diffèrent clairement dans leur gamme d’applications et de concepts. Dans ce blog, nous allons jeter un coup d’œil sur les termes « géothermie peu profonde » et « géothermie profonde » et essayer d’expliquer en quoi ces systèmes diffèrent et ce qu’ils ont en commun.
Qu’ont en commun l’énergie géothermique » peu profonde » et « profonde « ?
Il faut garder à l’esprit que le flux thermique terrestre à lui seul, compris entre < 50 mW/m2 et 200 mW/m2, n’est pas assez puissant pour fournir des applications géothermiques. Par conséquent, utiliser l’énergie géothermique sous toutes ses formes signifie récolter la chaleur stockée dans les roches poreuses et remplies d’eau du sous-sol, disponible toute l’année à la même capacité. L’utiliser de manière durable nécessite une planification et une gestion des ressources appropriées!
Les deux systèmes, « géothermie peu profonde » et « géothermie profonde », permettent le chauffage, le refroidissement et le stockage souterrain de la chaleur et, outre l’énergie pétrothermique (par exemple, la roche sèche chaude), ils se réfèrent aux mêmes principes technologiques pour la récupération de la chaleur du sous-sol.
Ok, et en quoi la géothermie « peu profonde » et « profonde » diffèrent-elles?
Tout d’abord, jetons un coup d’œil à la terminologie: Les termes « peu profond » et « profond » se réfèrent à la profondeur de l’absorbeur de chaleur, qui peut récolter la chaleur soit de l’eau souterraine avec un système à boucle ouverte, soit du sol solide avec un échangeur de chaleur à boucle fermée. Il n’y a pas de définition uniforme pour « peu profond » et « profond ». Dans la plupart des pays, la séparation des profondeurs est réglementée par la Loi sur les mines exigeant un permis pour les forages (principalement entre 100 et 400 mètres sous la surface). La Loi sur les mines influence le marché du forage et la plage de profondeur. Pour des niveaux de profondeur allant jusqu’à environ 150 mètres, il existe un grand marché offrant de faibles coûts de forage, ce qui rend l’énergie géothermique peu profonde abordable pour les ménages privés. En revanche, la géothermie profonde nécessite une planification à long terme et des investissements élevés en ce qui concerne les coûts de forage.
De plus, les plages de température et de capacité séparent la géothermie « peu profonde » et la géothermie « profonde ». Les systèmes géothermiques peu profonds fonctionnent à des températures comprises entre 0 ° C et jusqu’à 30 ° C, ce qui est considéré comme une température ambiante atmosphérique – pour cette raison, on peut également l’appeler chaleur ambiante géothermique (voir figure 1). Contrairement à l’utilisation directe de la géothermie profonde, la géothermie peu profonde nécessite une pompe à chaleur pour traiter la chaleur pour le chauffage des locaux (utilisation indirecte de l’énergie thermique). Cependant, contrairement à la géothermie profonde, il permet un refroidissement direct (gratuit), ce qui le rend très attrayant dans les zones urbaines. L’énergie géothermique peu profonde fournit des capacités allant jusqu’à 5 MWth, pour des bâtiments individuels ou des réseaux de chauffage et de refroidissement à basse température 5G décentralisés. En raison des niveaux de température plus élevés entre 30 ° C et jusqu’à 200 ° C, la géothermie profonde est principalement utilisée dans les processus industriels et les réseaux de chauffage 2G à 4G conventionnels et centralisés. De plus, la géothermie profonde permet de produire de l’électricité à des températures supérieures à 90 ° C, ce qui la rend attrayante pour les applications de production combinée de chaleur et d’électricité.
Notre conclusion – l’énergie géothermique est un véritable outil polyvalent!
Il n’y a pas de frontière uniforme et stricte entre la géothermie « peu profonde » et la géothermie « profonde ». Ces deux concepts contribuent à la transition vers un futur paysage énergétique sans carbone. Le choix de la bonne source de chauffage ou de refroidissement, compte tenu également des autres énergies renouvelables, doit correspondre au niveau d’exergie requis de votre application thermique (voir figure 2). Par conséquent, la priorisation exergétique sera essentielle pour parvenir à la transition vers l’approvisionnement en énergie verte. Pourquoi utiliser une source d’énergie à haute enthalpie comme le gaz vert ou la biomasse pour une utilisation à faible enthalpie, comme le chauffage des locaux?
Résumé
| Caractéristique | Géothermie peu profonde | Géothermie profonde |
| Plage de profondeur | Aucune autorisation de forage, plage de forage standard jusqu’à environ 150 mètres | Autorisation de forage requise, profondeurs de forage > 150 mètres à 5.000 mètres |
| Niveau de température | 0 ° C à < 30 ° C | 30 ° C à 200 ° C |
| Capacités thermiques | <10 kW à < 5 MW | 1 MW à > 50 MW |
| Production d’électricité | Aucune production d’électricité possible | Cercle binaire: 90 °C – 200 °C Utilisation directe: > 200 °C |
| Refroidissement | Refroidissement libre | Refroidissement forcé (adsorption, absorption) |
| Fourniture de chaleur | Bâtiments individuels Réseaux de chauffage et de refroidissement 5G | Chaleur industrielle Réseaux de chauffage 2G à 4G |
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